package www.com.zhongge.binarytree;

import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Queue;

/**
 * @ClassName BinaryTree
 * @Description TODO 自定义二叉树
 * @Author 笨忠
 * @Date 2025/7/27 11:40
 * @Version 1.0
 */
@SuppressWarnings("all")
public class BinaryTree {

    //节点
    static class TreeNode {
        //数值
        public char val;//为什么使用public因为供给外部类使用
        //左孩子引用
        public TreeNode left;
        //右孩子引用
        public TreeNode right;

        public TreeNode(char val) {
            this.val = val;
        }
    }

    /**
     * 手动创建二叉树
     * @return 节点
     */
    public TreeNode createBinaryTree() {
        TreeNode A = new TreeNode('A');
        TreeNode B = new TreeNode('B');
        TreeNode C = new TreeNode('C');
        TreeNode D = new TreeNode('D');
        TreeNode E = new TreeNode('E');
        TreeNode F = new TreeNode('F');
        TreeNode G = new TreeNode('G');
        TreeNode H = new TreeNode('H');

        A.left = B;
        A.right = C;
        B.left = D;
        B.right = E;
        C.left = F;
        C.right = G;
        E.right = H;

        return A;
    }

    /*****************一系列操作********************/
    /**
     * 获取叶子节点的个数
     * @param root
     * @return 节点的个数
     */
    public int nodeSize(TreeNode root) {
        return 0;
    }

    /**
     * 获取第K层的节点个数
     * @param root
     * @param k
     * @return
     */
    public int getKLevelNodeCount(TreeNode root, int k) {
        return 0;
    }

    /**
     * 获取二叉树的高度
     * @param root
     * @return
     */
    public int getHeight(TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return 0;
        }
        return Math.max(getHeight(root.left), getHeight(root.right)) + 1;
    }

    /**
     * 查找val值所在的节点地址
     * @param root
     * @param val
     * @return
     */
    public TreeNode find(TreeNode root, char val) {
        return null;
    }
    int leafSize = 0;
    /**
     * 求出叶子节点个数
     * 法一：计时器+遍历
     * @param root 根节点
     */
    public void getLeafNode(TreeNode root) {
        if (root == null) {//叶子的孩子
            return;
        }
        if (root.left == null && root.right == null) {//叶子
            leafSize++;
        }
        getLeafNode(root.left);
        getLeafNode(root.right);
    }

    /**
     * 求出叶子节点个数
     * 法二：子问题思路
     * @param root
     * @return
     */
    public int getLeafNode2(TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return 0;
        }
        if (root.left == null && root.right == null) {
            return 1;
        }
        return getLeafNode2(root.left) + getLeafNode2(root.right);
    }

    public int getTreeHeght(TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return 0;
        }
        return Math.max(getTreeHeght(root.left), getTreeHeght(root.right)) + 1;
    }

    /**
     * 判断两棵树是不是相同的
     * @param p 二叉树p
     * @param q 二叉树q
     * @return 如果树相同就返回ture
     */
    public boolean isSameTree(TreeNode p, TreeNode q) {
        if(p != null && q == null || p == null && q != null) {
            return false;
        }
        //走到这里的情况是什么？ 要么2个都是空 要么要个都不是空
        if( p == null && q == null) {
            return true;
        }
        if(p.val != q.val) {
            return false;
        }
        //走到这里 p != null && q != null  && p.val == q.val
        return isSameTree(p.left,q.left) && isSameTree(p.right,q.right);
    }

    /**
     * 判断 subRoot是不是root的子树
     * @param root
     * @param subRoot
     * @return
     */
    public boolean isSubtree(TreeNode root, TreeNode subRoot) {
        if (root == null) {
            return false;
        }
        if (isSameTree(root, subRoot)) {
            return true;
        }
        if (isSubtree(root.left, subRoot)) {
            return true;
        }
        if (isSubtree(root.right, subRoot)) {
            return true;
        }
        //如果subRoot都没有在左右子树就直接不一样了
        return false;
    }

    /**
     * 翻转二叉树：任何一个节点的左右都是交换的
     *  使用遍历的思路(使用前序遍历)
     * @param root 根节点
     * @return 返回翻转后的根节点
     */
    public TreeNode invertTree(TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return null;
        }
        //先处理根
        TreeNode tmp = null;
        tmp = root.left;
        root.left = root.right;
        root.right = tmp;

        invertTree(root.left);
        invertTree(root.right);
        return root;
    }

    /**
     * 翻转二叉树：任何一个节点的左右都是交换的
     *  使用子问题的思路 ：从底层往上面换
     * @param root 根节点
     * @return 返回翻转后的根节点
     */
    public TreeNode invertTree1(TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return null;
        }

        TreeNode left = invertTree1(root.left);
        TreeNode right = invertTree1(root.right);

        root.left = right;
        root.right = left;

        return root;
    }

    /**
     * 前序遍历
     *  使用子问题的思路
     * @param root 根节点
     * @return 返回所存的遍历后元素值的集合
     */
    public List<Character> preorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Character> list = new ArrayList<>();

        if (root == null) {
            return list;//返回空集
        }
        //先处理根
        list.add(root.val);
        List<Character> leftList = preorderTraversal(root.left);
        list.addAll(leftList);

        List<Character> rightList = preorderTraversal(root.right);
        list.addAll(rightList);

        return list;
    }

    /**
     * 判断是否为二叉树
     * @param root
     * @return
     */
    public boolean isBalanced(TreeNode root) {
        //如果root是空的我认为他是平衡的
        if (root == null) {
            return true;
        }
        //先处理根
        int lh = getHeight(root.left);
        int rh = getHeight(root.right);

        return (Math.abs(lh - rh) <= 1) && isBalanced(root.left) && isBalanced(root.right);

    }

    /**
     * 根据前序字符串 创建二叉树
     *  注意：前序 中序 后序遍历出的二叉树 是 同一棵树
     * @param str
     * @return
     */
    public TreeNode createBinaryTree(String str){
        return null;
    }

    /**
     * 层次遍历
     * @param root
     * @return
     */
    public List<List<Character>> levelOrder(TreeNode root) {
        List<List<Character>> ret = new ArrayList<>();
        if(root == null) {
            return ret;
        }
        //辅助队列
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer(root);
        while(!queue.isEmpty()){
            List<Character> list = new ArrayList<>();
            int size = queue.size();
            while(size != 0) {
                TreeNode cur = queue.poll();
                list.add(cur.val);
                if (cur.left != null) {
                    queue.offer(cur.left);
                }

                if (cur.right != null) {
                    queue.offer(cur.right);
                }
                size--;
            }
           ret.add(list);
        }
        return ret;
    }

    /**
     * 判断二叉树是不是完全二叉树
     *  借助队列完成 算法和层序 遍历差不多
     * @param root
     * @return
     */
    public boolean isCompleteTree(TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return true;
        }
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer(root);

        //首先完成入队出队操作
        while (!queue.isEmpty()) {
            TreeNode cur = queue.poll();
            if (cur != null) {//他可以将空入进去所以我才使用cur ！= null做条件
                queue.offer(cur.left);
                queue.offer(cur.right);
            } else {
                break;
            }
        }
        while (!queue.isEmpty()) {
            //我先瞄一眼==》如果顶部不是空我就直接返回false
            TreeNode cur = queue.peek();
            if (cur != null) {
                return false;
            } else {//否则就执行如下 出栈
                queue.poll();
            }
        }
        return true;
    }


}
